{"id":"chemia-2022-maj-matura-rozszerzona/zad/17.1","paper_id":"chemia-2022-maj-matura-rozszerzona","number":"17.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2022,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 17.1. (0-1)\nWpisz do poniższego schematu wzory odpowiednich drobin, tak aby powstało równanie\npotwierdzające zasadowy odczyn roztworu azotanu(III) sodu - zastosuj definicję kwasu\ni zasady Brønsteda.\nkwas 1.\nzasada 2.\n⇄\nzasada 1.\nkwas 2.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 17.1. (0-1)\nWymaganie ogólne\nWymaganie szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n8) klasyfikuje substancje do kwasów\nlub zasad zgodnie z teorią\nBrønsteda-Lowry’ego.\n5. Roztwory i reakcje zachodzące\nw roztworach wodnych. Zdający:\n5) uzasadnia […] przyczynę […] odczynu\nniektórych roztworów soli (hydroliza).\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uzupełnienie schematu.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nkwas 1\nzasada 2\n⇄\nzasada 1\nkwas 2\nH2O\nNO2\nOH\nHNO2","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\nSchemat (równanie reakcji hydrolizy jonu azotynowego według Brønsteda):\n\n\\[\\ce{NO2- + H2O <=> HNO2 + OH-}\\]\n\n| Drobina | Rola |\n| \\(\\ce{NO2-}\\) | zasada (akceptor protonu) |\n| \\(\\ce{H2O}\\) | kwas (donor protonu) |\n| \\(\\ce{HNO2}\\) | kwas sprzężony z \\(\\ce{NO2-}\\) |\n| \\(\\ce{OH-}\\) | zasada sprzężona z \\(\\ce{H2O}\\) |\n\n## Sposób 1 - hydrolizy anionu słabego kwasu\n\n**Krok 1 - skąd zasadowy odczyn?**\n\nAzotan(III) sodu to sól: \\(\\ce{NaNO2}\\). Rozpuszcza się całkowicie:\n\n\\[\\ce{NaNO2 -> Na+ + NO2-}\\]\n\n\\(\\ce{Na+}\\) pochodzi z mocnej zasady (\\(\\ce{NaOH}\\)) - nie hydrolizuje. \\(\\ce{NO2-}\\) pochodzi z **słabego kwasu** (\\(\\ce{HNO2}\\), kwas azotawy) - **hydrolizuje zasadowo**.\n\n**Krok 2 - Brønsted: kto daje, kto bierze proton?**\n\nDefinicja Brønsteda: **kwas = donor protonu \\(\\ce{H+}\\), zasada = akceptor protonu \\(\\ce{H+}\\)**.\n\nJon \\(\\ce{NO2-}\\) to zasada Brønsteda - ma wolną parę elektronową i chętnie przyjmuje proton. Daje mu go cząsteczka wody jako kwas Brønsteda:\n\n\\[\\ce{NO2- + H2O <=> HNO2 + OH-}\\]\n\n- \\(\\ce{NO2-}\\) przyjmuje \\(\\ce{H+}\\) od wody → staje się \\(\\ce{HNO2}\\) (**kwas sprzężony**)\n- \\(\\ce{H2O}\\) oddaje \\(\\ce{H+}\\) → staje się \\(\\ce{OH-}\\) (**zasada sprzężona**)\n\n**Krok 3 - wniosek**\n\nRównowaga przesuwa się w prawo (bo \\(\\ce{HNO2}\\) jest słabym kwasem, słabo oddysocjowuje). W roztworze gromadzą się jony \\(\\ce{OH-}\\) → **odczyn zasadowy**. ✓\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez pary sprzężone\n\nPara sprzężona kwas-zasada różni się dokładnie o jeden proton \\(\\ce{H+}\\):\n\n| Para | Kwas | Zasada sprzężona |\n| I | \\(\\ce{H2O}\\) | \\(\\ce{OH-}\\) (o 1 \\(\\ce{H+}\\) mniej) |\n| II | \\(\\ce{HNO2}\\) | \\(\\ce{NO2-}\\) (o 1 \\(\\ce{H+}\\) mniej) |\n\nSprawdzamy bilans atomowy i ładunkowy:\n\n- Atomy N: 1 po lewej (\\(\\ce{NO2-}\\)), 1 po prawej (\\(\\ce{HNO2}\\)) ✓\n- Atomy O: 2+1=3 po lewej (\\(\\ce{NO2-}\\) + \\(\\ce{H2O}\\)), 2+1=3 po prawej (\\(\\ce{HNO2}\\) + \\(\\ce{OH-}\\)) ✓\n- Atomy H: 2 po lewej (\\(\\ce{H2O}\\)), 1+1=2 po prawej (\\(\\ce{HNO2}\\) + \\(\\ce{OH-}\\)) ✓\n- Ładunek: \\(-1 + 0 = -1\\) po lewej; \\(0 + (-1) = -1\\) po prawej ✓\n\nRównanie jest poprawnie zbilansowane.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów:**\n> \\(K_a(\\ce{HNO2}) \\approx 4{,}6 \\cdot 10^{-4}\\) (pKa ≈ 3,4)\n> Fakt, że \\(\\ce{HNO2}\\) jest **słabym kwasem** (Ka małe), potwierdza, że jego sprzężona zasada \\(\\ce{NO2-}\\) jest wystarczająco mocną zasadą, aby przesunąć równowagę hydrolizy w prawo i nadać roztworowi zasadowy odczyn.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\n> Azotany(III) metali alkalicznych są **rozpuszczalne** - potwierdzenie, że \\(\\ce{NaNO2}\\) całkowicie dysocjuje w wodzie.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie pisz \\(\\ce{NaNO2 + H2O <=> }\\) - sód nie bierze udziału w reakcji Brønsteda. Na egzaminie zapisujemy hydrolizę samego **anionu** \\(\\ce{NO2-}\\), nie cząsteczki soli.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić azotanu(III) = azotyn \\(\\ce{NO2-}\\) z azotanem(V) \\(\\ce{NO3-}\\). Jon \\(\\ce{NO3-}\\) jest zasadą sprzężoną **mocnego** kwasu \\(\\ce{HNO3}\\) - praktycznie nie hydrolizuje i roztwór \\(\\ce{NaNO3}\\) ma odczyn **obojętny**.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Strzałka musi być odwracalna `⇌`, nie jednostronna `→` - hydroliza jest równowagą, a nie reakcją do końca. Użycie `→` to błąd merytoryczny.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**Za co punkty (0-1):**\n- **1 pkt** - poprawne uzupełnienie schematu.\n- **0 pkt** - odpowiedź błędna albo brak.\n\n**Klucz CKE:** kwas 1: \\(\\ce{H2O}\\) + zasada 2: \\(\\ce{NO2-}\\) \\(\\rightleftharpoons\\) zasada 1: \\(\\ce{OH-}\\) + kwas 2: \\(\\ce{HNO2}\\).","image":"img/chemia-2022-maj-matura-rozszerzona/zad-17.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":14,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2022 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 17.1. (0-1)
Wpisz do poniższego schematu wzory odpowiednich drobin, tak aby powstało równanie
potwierdzające zasadowy odczyn roztworu azotanu(III) sodu - zastosuj definicję kwasu
i zasady Brønsteda.
kwas 1.
zasada 2.
⇄
zasada 1.
kwas 2.

","answer_text_html":"

Zadanie 17.1. (0-1)
Wymaganie ogólne
Wymaganie szczegółowe
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej
wiedzy do rozwiązywania problemów.
IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony

\n
  1. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:
  2. klasyfikuje substancje do kwasów
\n

lub zasad zgodnie z teorią
Brønsteda-Lowry’ego.

\n
  1. Roztwory i reakcje zachodzące
\n

w roztworach wodnych. Zdający:

\n
  1. uzasadnia […] przyczynę […] odczynu
\n

niektórych roztworów soli (hydroliza).
Zasady oceniania
1 pkt - poprawne uzupełnienie schematu.
0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
kwas 1
zasada 2
⇄
zasada 1
kwas 2
H2O
NO2
OH
HNO2

","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedź:

\n

Schemat (równanie reakcji hydrolizy jonu azotynowego według Brønsteda):

\n

\\[\\ce{NO2- + H2O <=> HNO2 + OH-}\\]

\n

| Drobina | Rola |
| \\(\\ce{NO2-}\\) | zasada (akceptor protonu) |
| \\(\\ce{H2O}\\) | kwas (donor protonu) |
| \\(\\ce{HNO2}\\) | kwas sprzężony z \\(\\ce{NO2-}\\) |
| \\(\\ce{OH-}\\) | zasada sprzężona z \\(\\ce{H2O}\\) |

\n

Sposób 1 - hydrolizy anionu słabego kwasu

\n

Krok 1 - skąd zasadowy odczyn?

\n

Azotan(III) sodu to sól: \\(\\ce{NaNO2}\\). Rozpuszcza się całkowicie:

\n

\\[\\ce{NaNO2 -> Na+ + NO2-}\\]

\n

\\(\\ce{Na+}\\) pochodzi z mocnej zasady (\\(\\ce{NaOH}\\)) - nie hydrolizuje. \\(\\ce{NO2-}\\) pochodzi z słabego kwasu (\\(\\ce{HNO2}\\), kwas azotawy) - hydrolizuje zasadowo.

\n

Krok 2 - Brønsted: kto daje, kto bierze proton?

\n

Definicja Brønsteda: kwas = donor protonu \\(\\ce{H+}\\), zasada = akceptor protonu \\(\\ce{H+}\\).

\n

Jon \\(\\ce{NO2-}\\) to zasada Brønsteda - ma wolną parę elektronową i chętnie przyjmuje proton. Daje mu go cząsteczka wody jako kwas Brønsteda:

\n

\\[\\ce{NO2- + H2O <=> HNO2 + OH-}\\]

\n\n

Krok 3 - wniosek

\n

Równowaga przesuwa się w prawo (bo \\(\\ce{HNO2}\\) jest słabym kwasem, słabo oddysocjowuje). W roztworze gromadzą się jony \\(\\ce{OH-}\\) → odczyn zasadowy. ✓

\n

Sposób 2 - weryfikacja przez pary sprzężone

\n

Para sprzężona kwas-zasada różni się dokładnie o jeden proton \\(\\ce{H+}\\):

\n

| Para | Kwas | Zasada sprzężona |
| I | \\(\\ce{H2O}\\) | \\(\\ce{OH-}\\) (o 1 \\(\\ce{H+}\\) mniej) |
| II | \\(\\ce{HNO2}\\) | \\(\\ce{NO2-}\\) (o 1 \\(\\ce{H+}\\) mniej) |

\n

Sprawdzamy bilans atomowy i ładunkowy:

\n\n

Równanie jest poprawnie zbilansowane.

\n

Wzory z karty CKE

\n
📖 Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów:
\\(K_a(\\ce{HNO2}) \\approx 4{,}6 \\cdot 10^{-4}\\) (pKa ≈ 3,4)
Fakt, że \\(\\ce{HNO2}\\) jest słabym kwasem (Ka małe), potwierdza, że jego sprzężona zasada \\(\\ce{NO2-}\\) jest wystarczająco mocną zasadą, aby przesunąć równowagę hydrolizy w prawo i nadać roztworowi zasadowy odczyn.
\n
📖 Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:
Azotany(III) metali alkalicznych są rozpuszczalne - potwierdzenie, że \\(\\ce{NaNO2}\\) całkowicie dysocjuje w wodzie.
\n

Typowe pułapki

\n
⚠️ Uwaga: Nie pisz \\(\\ce{NaNO2 + H2O <=> }\\) - sód nie bierze udziału w reakcji Brønsteda. Na egzaminie zapisujemy hydrolizę samego anionu \\(\\ce{NO2-}\\), nie cząsteczki soli.
\n
⚠️ Uwaga: Nie mylić azotanu(III) = azotyn \\(\\ce{NO2-}\\) z azotanem(V) \\(\\ce{NO3-}\\). Jon \\(\\ce{NO3-}\\) jest zasadą sprzężoną mocnego kwasu \\(\\ce{HNO3}\\) - praktycznie nie hydrolizuje i roztwór \\(\\ce{NaNO3}\\) ma odczyn obojętny.
\n
⚠️ Uwaga: Strzałka musi być odwracalna ⇌, nie jednostronna → - hydroliza jest równowagą, a nie reakcją do końca. Użycie → to błąd merytoryczny.
\n

Schemat oceniania CKE

\n

Za co punkty (0-1):

\n\n

Klucz CKE: kwas 1: \\(\\ce{H2O}\\) + zasada 2: \\(\\ce{NO2-}\\) \\(\\rightleftharpoons\\) zasada 1: \\(\\ce{OH-}\\) + kwas 2: \\(\\ce{HNO2}\\).

"}]}